機(jī)電傳動(dòng)控制之控制電機(jī)

1第一章概論（0.5h）第二章機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)（1.5h）第三章直流電機(jī)（4h）第四章交流電機(jī)（6h）第五章控制電機(jī)（4h+2h）第六章繼電器－接觸器控制（6h+2h）第七章可編程序控制器（14h+8h）《機(jī)電傳動(dòng)控制》目錄（48h）2

第五章控制電機(jī)5.1步進(jìn)電機(jī)5.2直流伺服電動(dòng)機(jī)5.3交流伺服電動(dòng)機(jī)5.4力矩電動(dòng)機(jī)5.5直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)3控制電機(jī)—將電信號(hào)轉(zhuǎn)變成電機(jī)軸上的角位移或角速度，要求快速響應(yīng)、精度高、可靠性高、無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。用于自動(dòng)控制、遠(yuǎn)距離測(cè)量、隨動(dòng)系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)裝置中。分類(lèi)：測(cè)量元件、放大元件、執(zhí)行元件和校正元件。4典型閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)B電流反饋55.1步進(jìn)電機(jī)一、結(jié)構(gòu)和原理磁力線(xiàn)力圖穿過(guò)磁阻最小的路徑6二、通電方式三拍：?jiǎn)稳腁→B→C→A

、雙三拍AB→BC→CA→AB六拍：A→AB→B→BC→C→CA→A步距角K—通電系數(shù)，三拍=1、六拍=2M—定子相數(shù)Z—轉(zhuǎn)子齒數(shù)轉(zhuǎn)速7三、步距角細(xì)分不細(xì)分時(shí)：Ⅰ點(diǎn)細(xì)分時(shí):Ⅱ

點(diǎn)通過(guò)電流控制8四、步進(jìn)電機(jī)的主要特性1、矩角特性2、啟動(dòng)慣頻特性最大靜轉(zhuǎn)矩TSmax負(fù)載轉(zhuǎn)矩必須≤最大靜轉(zhuǎn)矩的30~50%啟動(dòng)頻率：空載時(shí)，轉(zhuǎn)子從靜止到不失步進(jìn)入正常運(yùn)行所允許的最高啟動(dòng)頻率。電角度轉(zhuǎn)子齒與定子齒錯(cuò)開(kāi)1/4齒距9四、步進(jìn)電機(jī)的主要特性3、運(yùn)行頻率特性4、矩頻特性10四、步進(jìn)電機(jī)的主要特性5、精度最大步距誤差：電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周相鄰兩步之間實(shí)際步距和理想步距的最大差值。

最大累計(jì)誤差：旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)從任意位置開(kāi)始經(jīng)過(guò)任意步之后，角位移誤差的最大值。五、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用電子鐘表、工業(yè)機(jī)器手、包裝機(jī)械、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、數(shù)控機(jī)床等需要控制和定位的場(chǎng)合。11125.2直流伺服電動(dòng)機(jī)輸出功率：1~600W一、電原理圖13機(jī)械特性（調(diào)UC或Φ）調(diào)節(jié)特性電壓與轉(zhuǎn)速的關(guān)系（負(fù)載一定）無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象二、機(jī)械特性14三、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍種類(lèi)勵(lì)磁方式特點(diǎn)適用范圍普通電磁或永磁似普通直流電機(jī)，細(xì)長(zhǎng)。一般系統(tǒng)無(wú)槽電樞電磁或永磁電樞繞組粘在光滑圓柱體表面快速、功率大印刷繞組永磁盤(pán)形薄板上印制繞組低速、正反轉(zhuǎn)頻繁空心杯電樞永磁繞組用環(huán)氧樹(shù)脂澆注，置于內(nèi)外定子間快速啟停結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖15空心杯轉(zhuǎn)子16應(yīng)用：導(dǎo)彈的飛行方向快速調(diào)節(jié)，高倍率光驅(qū)的隨動(dòng)控制，快速自動(dòng)調(diào)焦，高靈敏的記錄和檢測(cè)設(shè)備，工業(yè)機(jī)器人等；玩具（玩具車(chē)，航模等）、美容按摩產(chǎn)品（洗臉?biāo)ⅲ槻堪茨ζ鞯龋?、生活日用品（電?dòng)牙刷，洗頭刷，直發(fā)器等）。175.3交流伺服電動(dòng)機(jī)

特點(diǎn)1.調(diào)速范圍寬廣，能在調(diào)速范圍內(nèi)連續(xù)平滑調(diào)速。2.轉(zhuǎn)子的慣性小，即能實(shí)現(xiàn)迅速啟動(dòng)、停車(chē)。3.輸出功率小(100瓦以下)，過(guò)載能力強(qiáng)（最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的三倍左右），可靠性好。應(yīng)用

物料計(jì)量、橫封裝置、供送物流系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床等。18一、結(jié)構(gòu)和原理無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)（BDCM）定子電流為方波永磁同步電動(dòng)機(jī)（PMSM）定子電流為正弦波19二、無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)1、結(jié)構(gòu)電子換相器與繞組的連接轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器安裝位置相距120°電角度20二、無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)2、轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器1）光電式2）電磁式3）接近開(kāi)關(guān)式定子轉(zhuǎn)子與電機(jī)轉(zhuǎn)子同軸21二、無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)3、無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的工作（換相）原理通過(guò)逆變器功率管按一定的規(guī)律導(dǎo)通、關(guān)斷，使電動(dòng)機(jī)定子電樞產(chǎn)生按60°電角度不斷前進(jìn)的磁勢(shì)，帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。轉(zhuǎn)子位置與換相的關(guān)系YABZXC162345定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)子YABZXC定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)子YABZXC定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過(guò)60°電角度，就有一只晶體管換流，以使定子磁場(chǎng)(跳躍式旋轉(zhuǎn))與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)（連續(xù)旋轉(zhuǎn)）同步。扇區(qū)1#6#5#4#3#2#通電相序ACBCBAC導(dǎo)通管1，21，65，65，43，43，224而直流伺服電機(jī)Fa與Fr始終垂直，所以Tm是平穩(wěn)的25三、正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)為了使Fa與Fr始終垂直，并連續(xù)同步旋轉(zhuǎn)，保證Tm平穩(wěn)。旋轉(zhuǎn)變壓器或光電編碼器用于數(shù)控機(jī)床、加工中心、工業(yè)機(jī)器人265.4力矩電動(dòng)機(jī)一、結(jié)構(gòu)（LY）1、定子2、電樞3、刷架扁平狀：長(zhǎng)度和徑向之比為0.2左右5.1927

二、轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)速低1.轉(zhuǎn)矩大的原因2.轉(zhuǎn)速低的原因28

三、特點(diǎn)和應(yīng)用特點(diǎn)：堵轉(zhuǎn)矩大而不損壞，精度高，反應(yīng)速度快，線(xiàn)性度好。應(yīng)用：數(shù)控機(jī)床、衛(wèi)星天線(xiàn)、雷達(dá)天線(xiàn)的驅(qū)動(dòng)等；電線(xiàn)電纜、紡織、金屬加工、造紙等加工時(shí)的卷繞；焊接自動(dòng)控制系統(tǒng)。295.5直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)

異步、直流和步進(jìn)三種

一、結(jié)構(gòu)5.20定子動(dòng)子305.2131二、工作原理行波磁場(chǎng)同步線(xiàn)速5.2232三、特點(diǎn)及應(yīng)用特點(diǎn)：1.無(wú)中間傳動(dòng)裝置，系統(tǒng)簡(jiǎn)單、減小振動(dòng)和噪音。2.響應(yīng)快、加速和減速時(shí)間短，可快速啟動(dòng)和正反轉(zhuǎn)。3.散熱良好，額定值高，對(duì)啟動(dòng)的限制小。4.裝配靈活。應(yīng)用：吊車(chē)傳動(dòng)、金屬傳送帶、沖壓和鍛壓機(jī)床、懸掛式車(chē)輛傳動(dòng)、工件傳送系統(tǒng)、高速切削機(jī)床（100m/min）、電動(dòng)門(mén)、電動(dòng)窗簾的開(kāi)閉、電磁炮、彈射器及高速電